ظاهرة دوبلر Doppler Phenomena

2021-02-03

المشاهدات: 1٬502

أ.م.د محمد حميد حسين
كلية التربية للعلوم الصرفة – قسم الفيزياء

عند مرور مركبة تصدر صوتاً بالقرب منا فإننا نلاحظ بأن حدة الصوت تختلف حسب أتجاه حركة المركبة أقتراباً منا أو إبتعاداً عنا. وهذه الظاهرة أكتشفها العالم كريستيان دوبلر عام 1842 فذهب إلى أن وجود حركة نسبية بين مصدر الموجة ومستقبلها يؤدي إلى تغير مستمر لطول الموجه المستلمه حسب أتجاه الإنتشار (1، 2).
التفسير الفيزيائي للظاهرة
عند إطلاق مصدر صوتي لموجات صوتية فإن الأموج ستنتشر بشكل دوائر مركزها المصدر الصوتي. فإذا كان كل من المصدر والمستقبل ساكنين فإن المصدر سيطلق موجات بطول موجي معين ويستلمها المستلم بنفس الطول الموجي، أي إن المستلم يتلقى موجة خلال كل فترة زمن دوري. أما إذا كان المصدر أو المستلم متحركاً فإن الطول الموجي المنبعثة من المصدر تبقى ثابتة, ولكن الطول الموجي المستلم هو الذي يتغير، فإذا كان أحدهما يقترب من الثاني فإن زمن أستلام الموجة سيقل أي إن الطول الموجي سيقل، أما إذا كانا مبتعدين فإن الطول الموجي سيزداد.
وبالتالي يمكن القول بأن التغير في الطول الموجي للموجة المستلمة يتناسب مع سرعة كل من المصدر والمراقب(1، 2).
تأثير دوبلر على الأمواج الكهرومغناطيسية
إن تأثير دوبلر يمكن تطبيقه على الأمواج الكهرومغناطيسية فضلاً عن تطبيقه على الأمواج الصوتية كونها أمواجاً تتحرك بسرعة الضوء ويجب الأخذ بعين الأعتبار الآثار النسبية كتمدد الزمن عند التعامل معها.
بعض تطبيقات تأثير دوبلر
الرادار
الرادار هو جهاز يستخدم للكشف عن الأجسام وتحديد موقعها، كما يستخدك لمعرفة سرعة وأتجاه الجسم لو كان متحركاً عن طريق بث موجات كهرومغناطيسية.
إن حروف كلمة رادار RADAR مأخوذة من الأحرف الأولى لـ Radio Detection And Ranging والتي تعني الكشف وقياس البعد باستخدام الموجات الراديوية. ويعتمد مبدأ عمله على تأثير دوبلر حيث يبعث الردار موجات كهرومغناطيسية وعند سقوطها على جسم ما فإن جزءاً منها سينعكس مرتداً إلى الخلف بالأتحاه المعاكس، فيستقبلها المستقبل ويحللها للكشف عن الأجسام. واتدعى الأجسام التي يرصدها الرادر بالهدف وهي غالباً ما تكون متحركة مثل الطائرات والصواريخ أو السفن والمركبات.
وللتفريق بين الأجسام الساكنة والمتحركة فإن الرادار يعتمد على كاشف الطور والذي يحسب زاوية الطور لأي موجة مستلمة, والموجة التي تليها، فإذا كان مقدار الفرق غير الصفر فإن الجسم متحرك. فالرادار يستخدم لأغراض متعددة منها : الكشف المبكر عن هجمات فجائية لطائرات وصواريخ العدو، ومعرفة السيارات المتجاوزه للسرعة القانونية المحددة لكل طريق، وتحديد سرعة الجري للرياضيين، ومعرفة أحوال الطقس لمعرفة حالة الغيوم, وهل هي تبتعد أم تقترب, ومعرفة سرعة الرياح وأتجاه سير العواصف (1، 2).
الفضاء
إن تحليل الضوء المنبعث من النجوم لمعرفة أتجاه حركة النجوم يعتمد على تأثير دوبلر، فقد تبين من التحليل الطيفي للضوء المنبعث من النجوم والمستلم من قبل راصد ينزاح نحو اللون الأزرق إذا كان النجم يقترب من الأرض، ونحو اللون الأحمر إذا كان النجم يبتعد عن الأرض(3، 4).
الطب
أ- اكتشاف الجلطات
إن حركة كريات الدم الحمراء داخل الأوعية الدموية في الحالة الاعتيادية تكون بالسرعة نفسها وعلى شكل حزم متوازية، بينما تكون حركتها بشكل مضطرب, إذ تتحرك بسرعات مختلفة وبأتجاهات مختلفة. ويمكن من خلال استخدام جهاز الأيكو تحديد المناطق التي تعاني من وجود إنسدادات فيها، إذ يعتمد جهاز الأيكو في عمله على مبدأ دوبلر(5، 6).

ب- تصوير الجنين
إن من بين الأستخدامات الطبية للموجات فوق الصوتية (العالية التّردد) هي فحص الطبيب للجنين، فهي تستخدم لتكوين صورة عن حالة الجنين داخل رّحم الأم، كما تساعده على متابعة تّطور ونمو الجنين ، والتّحقق من سلامته. وهذا الفحص هو مايدعى بالدوبلر للحوامل.
إن من بين أهم مميزاته هو أنه لا يشكل أي تهديد أو خطر على الأم ولا على جنينها، ويستطيع الطبيب اعتماده في أي مرحلة من مراحل الحمل.
إن الدوبلر للحوامل يمكن الطبيب من التيقن من وجود الحمل, وفيما إذا كان داخل الرّحم أم خارجه، فضلاً عن مراقبة الجنين خلال فترة الحمل ومتابعة نموه وفقاً لعمره، ومتابعة الحالة الصحية له, فضلاً عن مراقبة حركته ونبضات قلبه، ومعرفة عدد الأجنة، وتشخيص حالات التشوهات الخلقيه للأجنة، ومعرفة جنس الجنين، ، وحجم السّائل الأمينوسي المحيط بالجنين، وأسباب حصول حالات النزيف للمرأة الحامل, وهل يشكل خطورة على الجنين أو الأم الحامل أم لا, كما يمكن الدوبلر الطبيب من معرفة وضعية الجنين قبل الولادة ونوع الولادة المحتملة(5، 6).

المراجع

https://muslims-res.com/%D8%AA%D8%A3%D8%AB%D9%8A%D8%B1-%D8%AF%D9%88%D8%A8%D9%84%D8%B1/?__cf_chl_jschl_tk__=6d6cc950d123deb96db8e76b925a2b3f5858b147-1607370383-0-AWttma950ZvQAq5_uLDrFkjqMclY5BoQwUh48NU9BgNMlCk20wlLFOBVBPB-pLUKzdNWfAYoVz1O0fyWU_2rPsNMtVOfu3slWB5s2OwHlcj9wmifxqFnqwvW4yh9_MiXuoY2NuH9VkmBIcG1mS-ThUAKF2uwaowraJwx2ZcL3P6VY2ZF3_CI0Ob8MEV_Ak-GCC4v1W2PSNnCpQiFZiriq2rjrA7OOpSW3raVtma8cTQAEXY5gKHwRdQkHvAZkhLr9P08zdXH_6fliUvPTavtqKYQGvMEBfBtZ3oNEK7wu6eikHFAftl3menJt8lvJRm91tqQWnSAnxSOLe7rXzSDihmAqwfNRuqVsPSnXabJjWv5E4sEnlpzZBmoJijH-Oai06pKKxLdFkH6bFVhxyr_f_g
https://www.physicsclassroom.com/class/waves/Lesson-3/The-Doppler-Effect
https://imagine.gsfc.nasa.gov/features/yba/M31_velocity/spectrum/doppler_more.html
https://www.grc.nasa.gov/www/k-12/airplane/doppler.html
https://www.supermama.me/posts/%D8%A3%D8%B4%D8%B9%D8%A9-%D8%AF%D9%88%D8%A8%D9%84%D8%B1-%D9%84%D9%84%D8%AD%D8%A7%D9%85%D9%84
https://sotor.com/%D9%85%D8%A7_%D9%87%D9%88_%D8%A7%D9%84%D8%AF%D9%88%D8%A8%D9%84%D8%B1_%D9%84%D9%84%D8%AD%D8%A7%D9%85%D9%84